Raman spectroscopy as a tool to investigate the structure and electronic properties of carbon-atom wires

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 6, Issue 1, 2015, Pages 480-491

  Milani, Alberto ^a   Tommasini, Matteo ^a   Russo, Valeria ^a   Bassi, Andrea Li ^a   Lucotti, Andrea ^a   Cataldo, Franco ^b,c   Casari, Carlo S ^a  

^a POLITECNICO DI MILANO   (Italy)

^b UNIVERSITY OF TUSCIA   (Italy)

^c Actinium Chemical Research Srl   (Italy)

Author keywords

Carbon nanostructures; Cumulenes; Polyynes; Raman spectroscopy; Sp hybridized carbon systems

Indexed keywords

ATOMS; CALCULATIONS; CARBON; CHARGE TRANSFER; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONIC STRUCTURE; METAL NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES; OPTICAL PROPERTIES; RAMAN SCATTERING; RAMAN SPECTROSCOPY; SURFACE SCATTERING; WIRE; YARN;

CARBON NANOSTRUCTURES; CARBON SYSTEMS; CUMULENES; ELECTRONIC AND OPTICAL PROPERTIES; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; POLYYNES; STRUCTURAL AND ELECTRONIC PROPERTIES; SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING (SERS);

STRUCTURAL PROPERTIES;

EID: 84926392413     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.6.49     Document Type: Article

References (86)

1. Hirsch, A. Nat. Mater. 2010, 9, 868-871. doi:10.1038/nmat2885
2. Avouris, P. Phys. Today 2009, 34. doi:10.1063/1.3074261
3. Novoselov, K. S.; Fal'ko, V. I.; Colombo, L.; Gellert, P. R.; Schwab, M. G.; Kim, K. Nature 2012, 490, 192. doi:10.1038/nature11458
4. Ahn, J.-H.; Hong, B. H. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 737. doi:10.1038/nnano.2014.226
5. Cataldo, F., Ed. Polyynes Synthesis, properties and Applications; Taylor and Francis, 2006.
6. Wakabayashi, T.; Ong, A.-L.; Strelnikov, D.; Krätschmer, W. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3686-3690. doi:10.1021/jp0376572
7. Ravagnan, L.; Mazza, T.; Bongiorno, G.; Devetta, M.; Amati, M.; Milani, P.; Piseri, P.; Coreno, M.; Lenardi, C.; Evangelista, F.; Rudolf, P. Chem. Commun. 2011, 47, 2952. doi:10.1039/c0cc03778h
8. Zaidi, A. A.; Hu, A.; Wesolowski, M. J.; Fu, X.; Sanderson, J. H.; Zhou, Y.; Duley, W. W. Carbon 2010, 48, 2517-2520. doi:10.1016/j.carbon.2010.03.026
9. Ravagnan, L.; Siviero, F.; Lenardi, C.; Piseri, P.; Barborini, E.; Milani, P.; Casari, C. S.; Li Bassi, A.; Bottani, C. E. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 285506. doi:10.1103/PhysRevLett.89.285506
10. Tabata, H.; Fujii, M.; Hayashi, S. Carbon 2006, 44, 522-529. doi:10.1016/j.carbon.2005.08.007
11. Tabata, H.; Fujii, M.; Hayashi, S. Chem. Phys. Lett. 2006, 420, 166. doi:10.1016/j.cplett.2005.12.054
12. Zhao, X.; Ando, Y.; Liu, Y.; Jinno, M.; Suzuki, T. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 187401. doi:10.1103/PhysRevLett.90.187401
13. Jin, C.; Lan, H.; Peng, L.; Suenaga, K.; Iijima, S. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 205501. doi:10.1103/PhysRevLett.102.205501
14. Heimann, R. B.; Evsyukov, S. E.; Kavan, L., Eds. Carbyne and Carbynoid structures; Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures, Vol. 21; Kluwer: Springer Netherlands, Netherlands, 1999. doi:10.1007/978-94-011-4742-2
15. El Goresy, A.; Donnay, G. Science 1968, 161, 363. doi:10.1126/science.161.3839.363
16. Greenville Whittaker, A.; Kintner, P. L. Science 1969, 165, 589. doi:10.1126/science.165.3893.589
17. Greenville Whittaker, A. Science 1978, 200, 763. doi:10.1126/science.200.4343.763
18. Smith, P. P. K.; Buseck, P. R. Science 1982, 216, 984. doi:10.1126/science.216.4549.984
19. Greenville Whittaker, A. Science 1985, 229, 485. doi:10.1126/science.229.4712.485
20. Smith, P. P. K.; Buseck, P. R. Science 1985, 229, 486. doi:10.1126/science.229.4712.486
21. Kroto, H. Rev. Mod. Phys. 1997, 69, 703. doi:10.1103/RevModPhys.69.703
22. Malard, L. M.; Pimenta, M. A.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Phys. Rep. 2009, 473, 51-87. doi:10.1016/j.physrep.2009.02.003
23. Ferrari, A. C. Solid State Commun. 2007, 143, 47-57. doi:10.1016/j.ssc.2007.03.052
24. Lang, N. D.; Avouris, P. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 358. doi:10.1103/PhysRevLett.84.358
25. Tongay, S.; Senger, R. T.; Dag, S.; Ciraci, S. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 136404. doi:10.1103/PhysRevLett.93.136404
26. Zerbi, G. In Vibrational Spectroscopy of Polymers: Principles and Practice; Everall, N. J.; Chalmers, J. M.; Griffiths, P. R., Eds.; Wiley: Chichester, United Kingdom, 2007; pp 487-537.
27. Kertesz, M.; Choi, C. H.; Yang, S. Chem. Rev. 2005, 105, 3448-3481. doi:10.1021/cr990357p
28. Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zuliani, P.; Zerbi, G. In Handbook of Conductive Polymers; Skotheim, T.; Eisenbaumer, R. L.; Reynoilds, J., Eds.; Dekker: New York, NY, U.S.A., 1998.
29. Milani, A.; Tommasini, M.; Zerbi, G. J. Raman Spectrosc. 2009, 40, 1931. doi:10.1002/jrs.2342
30. Milani, A.; Tommasini, M.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zerbi, G. Phys. Rev. B 2006, 74, 153418. doi:10.1103/PhysRevB.74.153418
31. Tommasini, M.; Fazzi, D.; Milani, A.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zerbi, G. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 11645. doi:10.1021/jp0757006
32. Tommasini, M.; Milani, A.; Fazzi, D.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zerbi, G. Physica E 2008, 40, 2570. doi:10.1016/j.physe.2007.07.016
33. Milani, A.; Tommasini, M.; Zerbi, G. J. Chem. Phys. 2008, 128, 064501. doi:10.1063/1.2831507
34. Tommasini, M.; Fazzi, D.; Milani, A.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zerbi, G. Chem. Phys. Lett. 2007, 450, 86. doi:10.1016/j.cplett.2007.10.100
35. Milani, A.; Tommasini, M.; Fazzi, D.; Castiglioni, C.; Del Zoppo, M.; Zerbi, G. J. Raman Spectrosc. 2008, 39, 164. doi:10.1002/jrs.1850
36. Castiglioni, C.; Lopez Navarrete, J. T.; Zerbi, G.; Gussoni, M. Solid State Commun. 1988, 65, 625. doi:10.1016/0038-1098(88)90352-3
37. Castiglioni, C.; Tommasini, M.; Zerbi, G. Philos. Trans. R. Soc. London, A 2004, 362, 2425. doi:10.1098/rsta.2004.1448
38. Ehrenfreund, E.; Vardeny, Z.; Brafman, O.; Horovitz, B. Phys. Rev. B 1987, 36, 1535. doi:10.1103/PhysRevB.36.1535
39. Milani, A.; Lucotti, A.; Russo, V.; Tommasini, M.; Cataldo, F.; Li Bassi, A.; Casari, C. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 12836-12843. doi:10.1021/jp203682c
40. Innocenti, F.; Milani, A.; Castiglioni, C. J. Raman Spectrosc. 2010, 41, 226-236. doi:10.1002/jrs.2413
41. Yang, S.; Kertesz, M.; Zólyomi, V.; Kürti, J. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 2434. doi:10.1021/jp067866x
42. Yang, S.; Kertesz, M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 146. doi:10.1021/jp076805b
43. Januszewski, J. A.; Wendinger, D.; Methfessel, C. D.; Hampel, F.; Tykwinski, R. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1817-1821. doi:10.1002/anie.201208058
44. Januszewski, J. A.; Tykwinski, R. R. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 3184-3203. doi:10.1039/c4cs00022f
45. Ravagnan, L.; Piseri, P.; Bruzzi, M.; Miglio, S.; Bongiorno, G.; Baserga, A.; Casari, C. S.; Li Bassi, A.; Lenardi, C.; Yamaguchi, Y.; Wakabayashi, T.; Bottani, C. E.; Milani, P. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 216103. doi:10.1103/PhysRevLett.98.216103
46. Bogana, M.; Ravagnan, L.; Casari, C. S.; Zivelonghi, A.; Baserga, A.; Li Bassi, A.; Bottani, C. E.; Vinati, S.; Salis, E.; Piseri, P.; Barborini, E.; Colombo, L.; Milani, P. New J. Phys. 2005, 7, 81. doi:10.1088/1367-2630/7/1/081
47. Casari, C. S.; Li Bassi, A.; Ravagnan, L.; Siviero, F.; Lenardi, C.; Piseri, P.; Bongiorno, G.; Bottani, C. E.; Milani, P. Phys. Rev. B 2004, 69, 075422. doi:10.1103/PhysRevB.69.075422
48. D'Urso, L.; Compagnini, G.; Puglisi, O.; Scandurra, A.; Cataliotti, R. S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17437-17441. doi:10.1021/jp075817u
49. Compagnini, G.; Battiato, S.; Puglisi, O.; Barratta, G. A.; Strazzulla, G. Carbon 2005, 43, 3025-3028. doi:10.1016/j.carbon.2005.06.025
50. Hu, A.; Rybachuk, M.; Lu, Q.-B.; Duley, W. W. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 131906. doi:10.1063/1.2793628
51. Hu, A.; Lu, Q.-B.; Duley, W. W.; Rybachuk, M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 154705. doi:10.1063/1.2727450
52. Cataldo, F. Carbon 2003, 41, 2671. doi:10.1016/S0008-6223(03)00345-2
53. Cataldo, F. Tetrahedron 2004, 60, 4265-4274. doi:10.1016/j.tet.2004.03.033
54. Szafert, S.; Gladysz, J. A. Chem. Rev. 2003, 103, 4175-4205. doi:10.1021/cr030041o
55. Kano, E.; Takeguchi, M.; Fujita, J.-i.; Hashimoto, A. Carbon 2014, 80, 382-386. doi:10.1016/j.carbon.2014.08.077
56. Troiani, H. E.; Miki-Yoshida, M.; Camacho-Bragado, G. A.; Marques, M. A. L.; Rubio, A.; Ascencio, J. A.; Jose-Yacaman, M. Nano Lett. 2003, 3, 751. doi:10.1021/nl0341640
57. Chuvilin, A.; Meyer, J. C.; Algara-Siller, G.; Kaiser, U. New J. Phys. 2009, 11, 083019. doi:10.1088/1367-2630/11/8/083019
58. Cretu, O.; Botello-Mendez, A. R.; Janowska, I.; Pham-Huu, C.; Charlier, J.-C.; Banhart, F. Nano Lett. 2013, 13, 3487. doi:10.1021/nl4018918
59. Casillas, G.; Mayoral, A.; Liu, M.; Ponce, A.; Artyukhov, V. I.; Yakobson, B. I.; Jose-Yacaman, M. Carbon 2014, 66, 436. doi:10.1016/j.carbon.2013.09.019
60. Casari, C. S.; Russo, V.; Li Bassi, A.; Bottani, C. E.; Cataldo, F.; Lucotti, A.; Tommasini, M.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zerbi, G. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 13111. doi:10.1063/1.2430676
61. Okada, S.; Fujii, M.; Hayashi, S. Carbon 2011, 49, 4704-4709. doi:10.1016/j.carbon.2011.06.074
62. Tabata, H.; Fujii, M.; Hayashi, S.; Doi, T.; Wakabayashi, T. Carbon 2006, 44, 3168-3176. doi:10.1016/j.carbon.2006.07.004
63. Lucotti, A.; Tommasini, M.; Fazzi, D.; Del Zoppo, M.; Chalifoux, W. A.; Ferguson, M. J.; Zerbi, G.; Tykwinski, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4239-4244. doi:10.1021/ja078198b
64. Cataldo, F.; Casari, C. S. J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2007, 17, 641-651. doi:10.1007/s10904-007-9150-3
65. Chalifoux, W. A.; Tykwinski, R. R. Nat. Chem. 2010, 2, 967-971. doi:10.1038/nchem.828
66. Ravagnan, L.; Manini, N.; Cinquanta, E.; Onida, G.; Sangalli, D.; Motta, C.; Devetta, M.; Bordoni, A.; Piseri, P.; Milani, P. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 245502. doi:10.1103/PhysRevLett.102.245502
67. Casari, C. S.; Li Bassi, A.; Baserga, A.; Ravagnan, L.; Piseri, P.; Lenardi, C.; Tommasini, M.; Milani, A.; Fazzi, D.; Bottani, C. E.; Milani, P. Phys. Rev. B 2008, 77, 195444. doi:10.1103/PhysRevB.77.195444
68. Yildizhan, M. M.; Fazzi, D.; Milani, A.; Brambilla, L.; Del Zoppo, M.; Chalifoux, W. A.; Tykwinski, R. R.; Zerbi, G. J. Chem. Phys. 2011, 134, 124512. doi:10.1063/1.3571451
69. Cataldo, F. J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2006, 16, 15. doi:10.1007/s10904-006-9031-1
70. Cadierno, V.; Gimeno, J. Chem. Rev. 2009, 109, 3512-3560. doi:10.1021/cr8005476
71. Lucotti, A.; Tommasini, M.; Chalifoux, W. A.; Fazzi, D.; Tykwinski, R. R.; Zerbi, G. J. Raman Spectrosc. 2012, 43, 95-101. doi:10.1002/jrs.2992
72. Agarwal, N. R.; Lucott, A.; Fazzi, D.; Tommasini, M.; Castiglioni, C.; Chalifoux, W. A.; Tykwinsk, R. R. J. Raman Spectrosc. 2013, 44, 1398-1410. doi:10.1002/jrs.4300
73. Artyukhov, V. I.; Liu, M.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2014, 14, 4224. doi:10.1021/nl5017317
74. Castiglioni, C.; Milani, A.; Fazzi, D.; Negri, F. J. Mol. Struct. 2011, 993, 26. doi:10.1016/j.molstruc.2010.12.021
75. Liu, M.; Artyukhov, V. I.; Lee, H.; Xu, F.; Yakobson, B. I. ACS Nano 2013, 7, 10075. doi:10.1021/nn404177r
76. Lucotti, A.; Tommasini, M.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Zerbi, G.; Cataldo, F.; Casari, C. S.; Li, A.; Russo, V.; Bogana, M.; Bottani, C. E. Chem. Phys. Lett. 2006, 417, 78. doi:10.1016/j.cplett.2005.10.016
77. Lucotti, A.; Casari, C. S.; Tommasini, M.; Li Bassi, A.; Fazzi, D.; Russo, V.; Del Zoppo, M.; Castiglioni, C.; Cataldo, F.; Bottani, C. E.; Zerbi, G. Chem. Phys. Lett. 2009, 478, 45-50. doi:10.1016/j.cplett.2009.06.030
78. Cataldo, F.; Ursini, O.; Angelini, G.; Tommasini, M.; Casari, C. J. Macromol. Sci., Part A: Pure Appl. Chem. 2010, 47, 739-746. doi:10.1080/10601325.2010.491749
79. Weimer, M.; Hieringer, W.; Della Sala, F.; Görling, A. Chem. Phys. 2005, 309, 77-87. doi:10.1016/j.chemphys.2004.05.026
80. Zanolli, Z.; Onida, G.; Charlier, J.-C. ACS Nano 2010, 4, 5174-5180. doi:10.1021/nn100712q
81. Wang, C.; Batsanov, A. S.; Bryce, M. R.; Martin, S.; Nichols, R. J.; Higgins, S. J.; García-Suárez, V. M.; Lambert, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15647-15654. doi:10.1021/ja9061129
82. Moreno-García, P.; Gulcur, M.; Manrique, D. Z.; Pope, T.; Hong, W.; Kaliginedi, V.; Huang, C.; Batsanov, A. S.; Bryce, M. R.; Lambert, C.; Wandlowski, T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12228. doi:10.1021/ja4015293
83. Standley, B.; Bao, W.; Zhang, H.; Bruck, J.; Lau, C. N.; Bockrath, M. Nano Lett. 2008, 8, 3345. doi:10.1021/nl801774a
84. Yuzvinsky, T. D.; Mickelson, W.; Aloni, S.; Begtrup, G. E.; Kis, A.; Zettl, A. Nano Lett. 2006, 6, 2718. doi:10.1021/nl061671j
85. Diederich, F.; Kivala, M. Adv. Mater. 2010, 22, 803-812. doi:10.1002/adma.200902623
86. Malko, D.; Neiss, C.; Viñes, F.; Görling, A. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 086804. doi:10.1103/PhysRevLett.108.086804